Bài viết Hoạt hóa bùn hạt polyvinyl alcohol (PVA) trong thiết bị UASB xử lý nước thải sơ chế cao su thiên nhiên được thực hiện nhằm mục đích hoạt hóa được bùn hạt PVA, đánh giá hiệu quả cố định vi sinh vật trên hạt và đồng thời kiểm tra tính ổn định của bùn hạt thông qua việc đánh giá hiệu quả xử lý nước thải NR.
KHOA HỌC CƠNG NGHỆ HOẠT HĨA BÙN HẠT POLYVINYL ALCOHOL (PVA) TRONG THIẾT BỊ UASB XỬ LÝ NƯỚC THẢI SƠ CHẾ CAO SU THIÊN NHIÊN Nguyễn Hoàng Dung1, Phạm Thị Quỳnh1, Nguyễn Lan Hương1* TÓM TẮT Trong nghiên cứu này, hạt gel polyvinyl alcohol (PVA) cố định vi sinh vật cách trộn lẫn với bùn phân tán kỵ khí theo tỉ lệ 1/1 hoạt hóa thiết bị xử lý kị khí với dịng chảy ngược qua lớp bùn hoạt tính (UASB - Upflow anaerobic sludge blanket) Ở giai đoạn (giai đoạn hoạt hóa) thiết bị khởi động với nước thải sơ chế cao su thiên nhiên (NR) có nhu cầu oxy hóa hóa học (COD) tăng dần từ 448 - 916 mg/L, tải trọng hữu (OLR) trung bình 1,39 ± 0,81 kg COD/m3 ngày, pH trì 6,8 - 7,2, thời gian lưu 16,3 ± 5,7 giờ, 350C Sau 100 ngày hoạt hóa, bùn hạt PVA có màu vàng nâu, tỷ lệ gVSS/gPVA đạt 0,934 hoạt tính sinh metan riêng (SMA) đạt 0,217 g COD/g VSS ngày Trong giai đoạn 2, bùn hạt PVA sau hoạt hóa tách riêng tiếp tục đánh giá với điều kiện vận hành thay đổi: COD dòng vào thay đổi từ 345 - 4410 mg/L, OLR từ 2,13 - 15,97 kg COD/m3 ngày, pH khoảng 6,0 - 7,5, thời gian lưu 9,4 ± 2,5 Sau 288 ngày vận hành giai đoạn 2, bùn hạt PVA cho thấy hiệu rõ rệt việc xử lý ô nhiễm hữu nước thải NR, COD dòng đạt 34 - 88 mg/L, hiệu xử lý tương đương 81,4 - 98,9% Tại ngày 281 giai đoạn 2, hiệu suất sinh khí metan đạt cao 0,33 m3 CH4/kg CODchuyển hóa Từ khóa: Hoạt hóa, bùn hạt PVA, UASB, nước thải sơ chế cao su thiên nhiên ĐẶT VẤN ĐỀ 10 Việt Nam nước dẫn đầu giới sản lượng xuất cao su Năm 2019 diện tích thu hoạch cao su nước 698,1 nghìn hecta, sản lượng cao su ước đạt 1.167,3 nghìn [1] Theo ước tính, tháng đầu năm 2021, xuất cao su đạt khoảng 681 nghìn tấn, trị giá 1,15 tỷ USD, tăng 41,3% lượng tăng 79,9% trị giá so với kỳ năm 2020 [2] Bên cạnh triển vọng, ngành công nghiệp phải đối mặt với vấn đề đáng lo ngại chất lượng môi trường, đặc biệt ô nhiễm nước thải nguồn nước ngầm nước mặt Nước thải sơ chế cao su thiên nhiên (NR) có nhu cầu oxy hóa hóa học (COD), nhu cầu oxy hóa sinh học (BOD) tỷ lệ BOD/COD lớn 0,5 thường xử lý phương pháp sinh học kỵ khí Một thiết bị kỵ khí điển hình sử dụng xử lý nước thải NR xử lý kỵ khí với dịng chảy ngược qua lớp bùn hoạt tính (UASB - Upflow anaerobic sludge blanket) Đây thiết bị có ưu điểm chịu tải trọng hữu cao, vận hành đơn giản, tiêu thụ lượng sinh khí Viện Cơng nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội * Email: huong.nguyenlan@hust.edu.vn sinh học thu hồi sử dụng loại nhiên liệu Tuy nhiên, hiệu xử lý độ ổn định UASB phụ thuộc nhiều vào bùn hoạt tính thiết bị Trong việc tạo lập bùn hoạt tính kỵ khí địi hỏi thời gian dài (1-2 năm) phụ thuộc vào điều kiện vận hành đặc tính nước thải Mặc dù UASB hoạt động hiệu với bùn hoạt tính dạng phân tán bùn hoạt tính dạng hạt, việc sử dụng bùn hoạt tính dạng hạt có lợi tăng tải trọng hữu (ORL) xử lý thiết bị mà không làm cho bùn bị rửa trôi khỏi thiết bị [3] Vì ngày nhiều nghiên cứu lý thuyết chế liên quan trình tạo bùn hạt kỵ khí phát triển [4, 5] Một số nghiên cứu ion dương Ca2+, Fe3+ Al3+ bổ sung vào bùn phân tán giúp thúc đẩy trình tạo hạt diễn nhanh [6] Tuy nhiên bùn hạt tự cố định dễ bị vỡ rửa trôi khỏi thiết bị thay đổi đột ngột điều kiện vận hành tăng tải trọng nhiễm [5] Ngồi tạo bùn hạt tự cố định, kỹ thuật cố định vi sinh vật lên giá thể nghiên cứu gần cho kết đầy hứa hẹn việc cải thiện hiệu khởi động tạo bùn hạt thiết bị UASB tránh nhược điểm bùn hạt tự cố định Vật liệu gel polyvinyl alcohol (PVA) có ưu điểm lớn độ bền học cao, ổn định mặt hóa học, khơng độc với vi sinh vật, giá thành thấp phổ biến trờn th trng Nông nghiệp phát triển nông thôn - KỲ - TH¸NG 11/2021 75 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ Vì hạt gel PVA sử dụng thiết bị UASB làm giá thể cho vi sinh vật bám vào để tạo bùn hạt PVA [7 – 10] Tuy nhiên nghiên cứu dừng lại việc tạo bùn hạt PVA kỵ khí đánh giá bùn hạt PVA cho q trình xử lý nước thải, mà chưa làm rõ trình hoạt hóa bùn hạt PVA diễn ra sao, bùn hạt PVA xem hoạt hóa thành cơng, minh chứng hiệu việc sử dụng bùn hạt PVA sau hoạt hóa nước thải NR Do nghiên cứu thực nhằm mục đích hoạt hóa bùn hạt PVA, đánh giá hiệu cố định vi sinh vật hạt đồng thời kiểm tra tính ổn định bùn hạt thông qua việc đánh giá hiệu xử lý nước thải NR VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu 2.1.1 Nguyên vật liệu Nước thải NR đánh đơng phịng thí nghiệm từ mủ li tâm (Công ty Cổ phần Cao su Merufa, Việt Nam) theo quy trình nhà máy sơ chế cao su [11] sử dụng làm nước thải gốc Nước thải gốc pha loãng nước máy để COD dòng vào thiết bị dao động từ 345 - 4410 mg/L Bùn giống lấy từ bể kỵ khí hệ thống xử lý nước thải, nhà máy bia thuộc Tổng công ty Cổ phần Bia - Rượu - Nước giải khát Hà Nội Hạt giá thể PVA có kích thước 3,5 - mm tạo từ Phịng thí nghiệm Cơng nghệ Sinh học, Viện Cơng nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội [9] - Máy sắc ký GC-8A (Shimazu, Nhật Bản) - Máy ly tâm CAX-371 (Tomy, Nhật Bản) - Tủ sấy ON-450S (Ettas, Nhật Bản) - Lò nung Electric furnace (As one, Nhật Bản) - Cân phân tích điện tử AUW220 (Shimazu, Nhật Bản) - Máy bơm hút chân không A-1000S (Eyela, Nhật Bản) - Máy lắc ổn nhiệt BioShaker BR – 43 FL (Taitec, Nhật Bản) - Thiết bị phá mẫu DRB 200 (Hach, Mỹ) 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Phương pháp phân tích - Xác định pH theo TCVN 6492-2011 (ISO 10523:2008) [12] - Tốc độ dòng nước thải xác định cách đo thể tích nước dịng ống đong phút Tốc độ dịng tính theo cơng thức sau: - Thời gian lưu (HRT) nước tính theo cơng thức [13]: HRT (h) = Thể tích thiết bị (L) × 24 Tốc độ dịng (L/ngày) - Tải trọng hữu tính theo cơng thức hạt PVA sau hoạt hóa (giai đoạn 2) Sau 100 ngày hoạt hóa thiết bị UASB, bùn hạt PVA tách khỏi bùn giống Thiết bị UASB vận hành 288 ngày 35oC với bùn hạt PVA hoạt hóa (mục 2.2.2.1) với OLR nâng dần từ 2,13 đến 15,97 kg COD/m3 ngày, thời gian lưu nước thải 9,4 ± 2,5 Quá trình vận hành gọi giai đoạn Nước thải dòng vào dòng thiết bị UASB phân tích thơng số pH hàng ngày, COD phân tích tuần/lần Bên cạnh tổng khí sinh xác định hàng ngày thành phần khí thiết bị phân tích tuần/lần Hiệu xử lý COD hiệu suất sinh khí metan tính tốn dựa thơng số phân tích 2.2.3 Phương pháp xử lý số liệu Các thí nghiệm COD thành phần khí lặp lại lần với phân tích Số liệu thí nghiệm xử lý biểu diễn dạng bảng đồ thị với phần mềm Excel for Office 365 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đặc tính bùn hạt PVA sau hoạt hóa Để đánh giá hiệu việc cố định vi sinh vật lên giá thể PVA, thông số đặc trưng bùn hạt PVA sau 100 ngày hoạt hóa phân tích, đồng thời so sánh với kết công bố tác giả trước (Bảng 1) Bảng Các thông số bùn hạt PVA sau 100 ngày hoạt hóa Đơn vị Kết Kết Tài liệu tham khảo nghiên cứu tác giả trước gVSS/gPVA 0,934 0,936 Tài cộng (2016) [9] 0,930 Wenjie cộng (2008) [7] 0,900 – 1,020 Liu cộng (2015) [8] gCOD/gVSS.ngày 0,217 0,133 Tài cộng (2016) [9] Vàng nâu Vàng nâu Tài cộng (2016) [9] Vàng nâu, đen Liu cộng (2015) [8] Nông nghiệp phát triển nông thôn - K - TH¸NG 11/2021 77 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ Kết bảng cho thấy, khả vi sinh vật cố định hạt giá thể PVA đánh giá tỷ lệ gVSS/gPVA nghiên cứu đạt 0,934 gVSS/gPVA Wenjie cộng (2008) cố định vi sinh vật lên hạt giá thể PVA xử lý nước thải tổng hợp thiết bị UASB, sau 120 ngày vận hành mật độ vi sinh vật đạt 0,930 gVSS/gPVA [7] Liu cộng (2015) sử dụng hạt giá thể PVA thiết bị kỵ khí với thời gian hoạt hóa từ 40 - 52 ngày, xử lý nước thải ép hoa cho giá trị 1,020 gVSS/g PVA, xử lý nước thải đô thị cho giá trị 0,920 gVSS/gPVA xử lý nước thải dệt nhuộm có giá trị 0,900 gVSS/gPVA [8] Tài cộng (2016) cố định vi sinh vật lên hạt giá thể PVA cho giá trị 0,936 gVSS/gPVA sau 90 ngày [9] Như thấy tỷ lệ gVSS/gPVA nghiên cứu tương đương với kết nghiên cứu trước nước SMA số đánh giá hoạt tính sinh metan riêng vi sinh vật bùn Sau 100 ngày cố định, SMA bùn hạt PVA đạt 0,217 gCOD/gVSS ngày Kết cao gần gấp đôi so với nghiên cứu Tài cộng (2016) (SMA đạt 0,133 g COD/gVSS ngày sau 90 ngày cố định) Kết gợi ý SMA bùn hạt PVA phụ thuộc vào điều kiện vận hành bùn giống ban đầu Quá trình cố định vi sinh vật lên hạt giá thể PVA thiết bị UASB tạo hạt có màu sắc thay đổi theo thời gian Sau 100 ngày hạt giá thể PVA chuyển từ màu trắng sang màu vàng nâu (Hình 1) Kết giống với nghiên cứu trước thay đổi mầu sắc bùn hạt trình hoạt hóa [8, 9] Các kết chứng minh rằng, bùn hạt PVA hoạt hóa thành cơng sau 100 ngày khởi động thiết bị 3.2.1 Sự biến động pH pH thông số ảnh hưởng đến khả phát triển vi sinh vật Kết biến động pH trình vận hành thiết bị UASB hai giai đoạn trình bày hình Hình Sự biến động pH nước thải dòng vào dòng thiết bị UASB giai đoạn hoạt hóa bùn hạt PVA (giai đoạn 1) sau trình hoạt bùn hạt PVA (giai đoạn 2) Ở giai đoạn 1, pH dòng vào điều chỉnh từ 6,8 - 7,2 dung dịch NaOH 10M, giá trị pH dòng UASB đạt khoảng 7,6 - 8,3 khoảng pH phù hợp cho phát triển cổ khuẩn sinh metan [18] Trong giai đoạn 2, bùn hạt hoạt hóa, khơng tiến hành điều chỉnh pH dịng vào (pH dịng vào đạt ngưỡng tương đương với nước thải thực tế nhà máy), pH dòng đạt 7,1 - 8,1 Như thấy pH dịng vào dịng thiết bị UASB có biến động nhỏ, số pH dòng UASB hai giai đoạn đạt QCVN:012015/BTNMT Ở giai đoạn khơng điều chỉnh pH dịng vào (6 - 7), nhiên bùn hạt PVA cho thấy làm việc tốt trì pH dịng đạt quy chuẩn 3.2.2 Hiệu xử lý COD Hiệu xử lý ô nhiễm hữu tiêu chí quan trọng đánh giá hiệu làm việc thiết bị xử lý nước thải Sự biến động COD dòng vào dòng thiết bị biểu diễn hình Hình Màu sắc hạt PVA trước hoạt hóa (A, ngày 0) sau trình hoạt hóa (B, ngày 100) 3.2 Đánh giá khả xử lý nước thải sơ chế cao su 78 Trong giai đoạn thiết bị khởi động với COD tăng dần khoảng 448 - 916 mg/L, tương ứng với OLR đạt 0,61 - 2,56 kg COD/m3 ngày, COD dòng UASB đạt 16 - 60 mg/L, hiệu xử lý COD trung bình 94,7 ± 2,8% Nông nghiệp phát triển nông thôn - K - TH¸NG 11/2021 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ Trong giai đoạn COD dịng vào trì khoảng 345 - 4410 mg/L, tương ứng với OLR đạt 2,13 - 15,97 kg COD/m3 ngày, COD dòng đạt 34 - 88 mg/L với hiệu xử lý tương đương 94,5 ± 5,3% Các kết chứng minh rằng, bùn hạt PVA hoạt hóa thành cơng giai đoạn hoạt động hiệu ổn định giai đoạn 2, kể điều kiện vận hành với tải trọng ô nhiễm cao phù hợp với xử lý nước thải NR Hình Tổng lượng khí hiệu suất sinh khí metan trong giai đoạn hoạt hóa bùn hạt PVA (giai đoạn 1) sau q trình hoạt hóa bùn hạt PVA (giai đoạn 2) Hình Sự biến động COD hiệu xử lý COD thiết bị UASB giai đoạn hoạt hóa bùn hạt PVA (giai đoạn 1) sau trình hoạt bùn hạt PVA (giai đoạn 2) Watari cộng (2016) nghiên cứu xử lý nước thải NR thiết bị UASB vận hành với bùn phân tán 125 ngày, OLR trung bình 12,2 ± 6,6 kg COD/m3 ngày, kết hiệu xử lý COD đạt 92,7 ± 2,3% [15] Thanh cộng (2016) sử dụng bùn hạt tự cố định thiết bị UASB xử lý nước thải NR với OLR 5,32 kg COD/m3 ngày, hiệu xử lý COD đạt 96,5 ± 2,6% [6] Thanh cộng (2019) đánh giá hiệu xử lý bùn hạt PVA hệ thống UASB vận hành với nước thải NR, kết thiết bị UASB hoạt động tốt với hiệu suất loại bỏ COD 93,8% OLR 15,5 kg COD/m3 ngày [10] Như vậy, thấy bùn hạt PVA nghiên cứu sau hoạt hóa cho hiệu xử lý nước thải NR tương đương nghiên cứu trước 3.3 Khả sinh khí metan Khả sinh khí metan thông số sử dụng để đánh giá hiệu trình xử lý nước thải thiết bị kỵ khí Tổng thể tích, thể tích khí metan hiệu suất sinh metan thể hình Kết giai đoạn 1, tổng thể tích khí sinh học thể tích khí metan thiết bị khoảng 0,7 - 10,2 L/ngày 0,2 - 8,2 L/ngày Hiệu suất sinh khí metan tăng dần đạt 0,32 m3 CH4/kg CODchuyển hóa ngày 100 với OLR 2,19 kg COD/m3 ngày Trong giai đoạn 2, tăng dần OLR, tổng thể tích khí sinh học thể tích khí metan sinh tăng dần đạt khoảng 3,9 17,6 L/ngày 3,4 - 15,3 L/ngày Tại ngày 381 (tức ngày 281 giai đoạn 2) lượng khí metan sinh 15,3 L/ngày (đạt 86,8% so với tổng lượng khí sinh ra), hiệu suất sinh khí metan đạt cao 0,33 m3 CH4/kg CODchuyển hóa, 95% hiệu suất tính theo lý thuyết (0,35 m3 CH4/kg CODchuyển hóa) Như vậy, hiệu suất sinh khí metan bùn hạt PVA giai đoạn cao so giai đoạn OLR giai đoạn tăng lần so với giai đoạn Wenjie cộng (2008) sử dụng bùn hạt PVA cho thiết bị UASB xử lý nước thải nhân tạo, sau 140 ngày vận hành tỷ lệ khí CH4 đạt 65% so với tổng khí sinh [7] Thanh cộng (2016) sử dụng bùn hạt tự cố định thiết bị UASB xử lý nước thải NR với OLR 5,32 kg COD/m3 ngày, tỷ lệ khí metan đạt 81,9% so tổng khí [6] Trong nghiên cứu khác Thanh cộng (2019) xử lý nước thải NR bùn hạt PVA, OLR đạt 15,3 kg COD/m3 ngày, hiệu suất sinh khí CH4 đạt 0,28 m3 CH4/kg CODchuyển hóa với tỷ lệ khí metan đạt 88,9% [10] Như vậy, nghiên cứu thiết bị UASB vận hành với bùn hạt PVA sau hoạt hóa cho hiệu suất sinh khí metan cao Nông nghiệp phát triển nông thôn - KỲ - TH¸NG 11/2021 79 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ nghiên cứu trước, qua cho thấy tiềm ứng dụng lớn bùn hạt PVA hệ thống UASB để xử lý nước thải NR structure of granular sludge in an upflow anaerobic sludge blanket reactor for natural rubber processing wastewater treatment Water Science and Technology, 74(2), 500-507 KẾT LUẬN Nghiên cứu cho thấy bùn hạt PVA hoạt hóa thành cơng thiết bị UASB cách trộn hạt gel PVA với bùn phân tán kỵ khí theo tỷ lệ 1:1 vận hành xử lý nước thải NR có COD tăng dần từ 448 916 mg/L, OLR trung bình 1,39 ± 0,81 kg COD/m3 ngày, pH trì 6,8 - 7,2, thời gian lưu 16,3 ± 5,7 giờ, 35oC Sau 100 ngày hoạt hóa, bùn hạt PVA đánh giá thơng số đặc trưng bùn hoạt tính tiếp tục khẳng định hiệu xử lý COD nước thải NR với OLR từ 2,13 - 15,97 kgCOD/m3 ngày hiệu suất sinh khí metan của thiết bị UASB sử dụng bùn hạt PVA sau hoạt hóa Kết chứng minh tiềm bùn PVA sau q trình hoạt hóa việc xử lý ô nhiễm hữu nước thải NR LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu tài trợ Bộ Giáo dục Đào tạo (MOET) đề tài mã số B2020-BKA-10 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tổng cục Thống kê (2020) Niên giám Thống kê 2019 Nhà xuất Thống kê Cục Xuất nhập (2021) Giá trị cao su Việt Nam tăng lượng chất https://moit.gov.vn/tintuc/thi-truong-trong-nuoc/gia-tri-cao-su-cua-viet-namtang-ca-luong-va-chat.html Chong, S., Sen, T K., Kayaalp, A., & Ang, H M (2012) The performance enhancements of upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors for domestic sludge treatment–a state-of-the-art review Water research, 46(11), 3434-3470 Hulshoff Pol, de Castro Lopes, S I., Lettinga, G., & Lens, P N L (2004) Anaerobic sludge granulation Water Research, 38(6), 1376-1389 Schmidt, J E and Ahring, B K (2000) Granular sludge formation in upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors Biotechnology and Bioengineering, 49(3), 229–246 Wenjie, Z., Dunqiu, W., Yasunori, K., Taichi, Y., Li, Z., & Kenji, F (2008) PVA-gel beads enhance granule formation in a UASB reactor Bioresource technology, 99(17), 8400-8405 Liu Y H., Ting L., Chao H., Lina W (2015) Anaerobic granular sludge and engineering fast culture method thereof Pattent: CN103771584B, Xian polytechnic University Tai, T T., Thao P T., Hang M D., Huong N L (2016) Study on polyvinyl alcohol gel beads as biocarrier applied in anaerobic sludge immobilization in the UASB reactor Vietnam Journal of Science and Technology, 54(4A), 197-204 10 Thanh, N T., Thao T P., Hoa V T., Quynh P T., Watari T., Hatamoto M., Yamaguchi T , Anh K T., Huong N L (2019) Performance of a UASB reactor for natural rubber processing wastewater treatment using cultivated polyvinyl alcohol beads The 14th ASIAN Biohydrogen biorefinery and bioprocess sumposium Innovation and Technology Towards a Sustainable Bioeconomy, 226–229 11 Trần Thị Thúy Hoa, Trần Minh, Phan Thành Dũng (2019) Hướng dẫn kỹ thuật sản xuất cao su bền vững Tập đồn Cơng nghiệp Cao su Việt Nam TP Hồ Chí Minh 12 Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 6492:2011 chất lượng nước - Xác định pH- TCVN 6492-2011 (ISO 10523:2008) 13 Metcalf and Eddy (2003) Wastewater engineering: treatment, disposal, and reuse Fourth edition, McGraw-Hill DR 2800 Spectrophotometer: Procedures Manual: Catalog Number DOC022.53.00725 14 Hach (2007) 15 Watari, T., Thanh, N T., Tsuruoka, N., Tanikawa, D., Kuroda, K., Huong, N L., & Yamaguchi, T (2016) Development of a BR–UASB– DHS system for natural rubber processing wastewater treatment Environmental technology, Thanh, N T., Watari, T., Thao, T P., Hatamoto, M., Tanikawa, D., Syutsubo, K., Fukuda M., Tan N M., Anh T K., Yamaguchi T., and Huong, N L (2016) Impact of aluminum chloride on 37(4), 459-465 process performance and microbial community Biochemical 80 company 16 Filer J., Ding H H., and Chang S (2019) Methane Potential (BMP) Assay Nông nghiệp phát triển nông thôn - KỲ - TH¸NG 11/2021 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ Method for Anaerobic Digestion Research Water, 11, 921-949 17 APHA (2005) Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 21st edition, American Public Health Association/American Water Works Association/Water Environment Federation, Washington, DC USA 18 Tanikawa, D., Watari, T., Mai, T C., Fukuda, M., Syutsubo, K., Nguyen, N B., & Yamaguchi, T (2019) Characteristics of greenhouse gas emissions from an anaerobic wastewater treatment system in a natural rubber processing factory Environmental technology 40(22): 2954-2961 IMMOBILIZATION OF ACTIVATED SLUDGE USING POLYVINYL ALCOHOL (PVA) GEL IN UASB REACTOR FOR NATURAL RUBBER PROCESSING WASTEWATER TREATMENT Nguyen Hoang Dung1, Pham Thi Quynh1, Nguyen Lan Huong1* Schoo of Biotechnology and Food Technology, Hanoi University of Science and Technology * Email: huong.nguyenlan@hust.edu.vn Summary In this study, polyvinyl alcohol gel (PVA) beads were immobilized microorganism by mixing anaerobic floculent sludge and PVA beads at a ratio of 1/1 in an Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) reactor In the first stage (activated sludge immobilization), the UASB reactor was started up with natural rubber (NR) processing wastewater with an influent chemical oxygen demand (COD) of 448 - 916 mg/L, organic loading rate (OLR) of 1.39 ± 0.81 kg COD/m3 day, pH of 6.8 - 7.2, the hydraulic retention time (HRT) of 16.3 ± 5.7 hours, at 35oC After 100 days of activation, the PVA-gel granules became brown colour, the biomass attached to 0.934 g VSS/g PVA and the specific methanogenic activity (SMA) was 0.217 g COD/ g VSS day In the second stage, the PVA-gel granules were separated and used as the sole granular sludge in the UASB reactor which treated NR wasterwater with influent COD of 345 - 4410 mg/L, an OLR of 2.13 – 15.97 kg COD/ m3 day, pH of 6.0 - 7.5, HRT of 9.4 ± 2.5 hours After 288 days of operation, the PVA granular sludge showed high performance in organic matter removal in NR wastewater, the effluent COD reached 34 - 88 mg/L and the COD removal efficiency was 81.4- 98.9 % The highest methane production rate was achieved 0.33 m3 CH4/kg CODremoval on day 281 Keywords: Immobilization, PVA-gel granualar sludge, UASB, natural rubber processing wastewater Người phản biện: PGS.TS Phạm Quang Hà Ngày nhận bài: 16/8/2020 Ngày thông qua phản biện: 17/9/2021 Ngy duyt ng: 24/9/2021 Nông nghiệp phát triển nông thôn - K - THáNG 11/2021 81 ... hiệu xử lý COD thiết bị UASB giai đoạn hoạt hóa bùn hạt PVA (giai đoạn 1) sau trình hoạt bùn hạt PVA (giai đoạn 2) Watari cộng (2016) nghiên cứu xử lý nước thải NR thiết bị UASB vận hành với bùn. .. vào dòng thiết bị biểu diễn hình Hình Màu sắc hạt PVA trước hoạt hóa (A, ngày 0) sau q trình hoạt hóa (B, ngày 100) 3.2 Đánh giá khả xử lý nước thải sơ chế cao su 78 Trong giai đoạn thiết bị khởi... hạt PVA sau hoạt hóa (giai đoạn 2) Sau 100 ngày hoạt hóa thiết bị UASB, bùn hạt PVA tách khỏi bùn giống Thiết bị UASB vận hành 288 ngày 35oC với bùn hạt PVA hoạt hóa (mục 2.2.2.1)